Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия

Принцип работы гидравлического цилиндра

Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия

Гидравлический цилиндр – это объёмный двигатель возвратно-поступательного или возвратно-поворотного движения. Гидроцилиндры широко применяют во всех отраслях техники. Например, в строительно-дорожных, землеройных, подъёмно-транспортных машинах, в авиации и космонавтике, в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах и т.п.

В простейшем случае основой конструкции гидроцилиндра является гильза, представляющая собой трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью.

Внутри гильзы перемещается поршень, имеющий резиновые манжетные уплотнения, которые предотвращают перетекание рабочей жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем.

При подаче под давлением рабочей жидкости (специальные минеральные масла) в полость цилиндра поршень начинает перемещаться под действием давления жидкости.

Усилие от поршня передает шток – стержень, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит грундбукса. С двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости.

Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет, одна из которых предотвращает утечку жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником.

На резьбу штока крепится проушина или деталь, соединяющая шток с подвижным механизмом.

Проушина служит для подвижного закрепления корпуса гидроцилиндра. Управление работой гидроцилиндра осуществляется с помощью гидрораспределителя или с помощью средств регулирования гидропривода.

Гидроцилиндры работают при высоких давлениях (до 32 Мпа), что налагает целый ряд требований к прочности и надежности всей конструкции системы (механизм, цилиндр, управление).

Для того, чтобы вам было легче найти и купить гидроцилиндр, который будет устраивать вас по всем параметрам, рассмотрим их основные виды подробнее.

Гидроцилиндры одностороннего действия

Выдвижение штока осуществляется за счёт создания давления рабочей жидкости в поршневой полости, а возврат в исходное положение — от усилия пружины.

Усилие, создаваемое гидроцилиндрами данного типа, при прочих равных условиях меньше усилия, создаваемого гидроцилиндрами двустороннего действия, за счёт того, что при прямом ходе штока необходимо преодолевать силу упругости пружины. Пружина выполняет здесь роль возвратного элемента.

В тех случаях, когда возврат производится за счет действия приводимого механизма, другого гидроцилиндра или силы тяжести поднятого груза, гидроцилиндр может не иметь возвратной пружины ввиду отсутствия необходимости. Такой принцип действия применяется в домкратах.

Гидроцилиндры двустороннего действия

Как при прямом, так и при обратном ходе поршня усилие на штоке гидроцилиндра создаётся за счёт создания давления рабочей жидкости соответственно в поршневой и штоковой полости цилиндра.

Следует иметь в виду, что при прямом ходе поршня усилие на штоке несколько больше, а скорость движения штока меньше, чем при обратном ходе, за счёт разницы в площадях, к которым приложена сила давления рабочей жидкости (эффективной площади поперечного сечения).

Такие гидроцилиндры осуществляют, например, подъём-опускание отвала многих бульдозеров.

Телескопические гидроцилиндры

Называются так благодаря конструктивному сходству с телескопом или подзорной трубой.

Такие гидроцилиндры применяются в том случае, если при небольших размерах самого гидроцилиндра в исходном, сложенном состоянии, необходимо обеспечить большой ход штока.

Конструктивно представляют собой несколько цилиндров, вставленных друг в друга таким образом, что корпус одного цилиндра является штоком другого.

Такие гидроцилиндры имеют исполнение как для одностороннего, так и для двустороннего действия. Они осуществляют, например, подъём-опускание кузовов во многих самосвалах.

Дифференциальные гидроцилиндры

«Обычное» подключение поршневых гидроцилиндров двустороннего действия предусматривает поочередное подключение полостей гидроцилиндра к нагнетательной и сливной магистралям через распределитель, что обеспечивает движение поршня за счет разности давлений. Соотношение скоростей движения, а также усилий при прямом и обратном ходе, различны и пропорциональны соотношению площадей поршня. Между скоростью и усилием устанавливается зависимость: выше скорость — меньше усилие, и наоборот.

При рабочем ходе (выдвижении штока) жидкость от насоса подается в поршневую полость, вытесняемая же жидкость из штоковой полости, за счет кольцевого подключения (распределитель 3/2), направляется не в гидробак, а подается также в поршневую полость. В результате выдвижение штока происходит намного быстрее, чем в обычной схеме подключения (распределитель 4/2 или 4/3). Обратный ход (втягивание штока) происходит при подаче жидкости только в штоковую полость, поршневая соединена с гидробаком.

При использовании гидроцилиндра с соотношением площадей поршня 2:1 (в некоторых источниках именно такие гидроцилиндры называются дифференциальными) такая схема позволяет получить равные скорости и равные усилия прямого и обратного ходов, что для гидроцилиндров с односторонним штоком без регулирования или дополнительных элементов получить невозможно.

Механизмы с гибкими разделителями

К механизмам с гибкими разделителями относятся мембраны, мембранные гидроцилиндры и сильфоны. Мембраны применяют в основном при небольших перемещениях и небольших давлениях (до 1 МПа). Мембранный исполнительный механизм представляет собой защемленное по периферии корпуса эластичное кольцо.

При увеличении давления в подводящей камере эластичное кольцо прижимается к верхней части корпуса, и шток, связанный с эластичным кольцом, выдвигается. Обратный ход штока обеспечивает пружина. Сильфоны предназначены для работы при небольших давлениях (до 3 МПа). Их изготавливают из металлов и неметаллических материалов (резины или пластиков).

Металлические сильфоны бывают одно- и многослойные (до пяти слоев). Применение сильфонов оправдано в условиях высоких и низких температур, значение которых лимитируется материалом, из которого изготовлен сильфон. Сильфоны могут быть цельные или сварные. Цельные изготавливают развальцовкой тонкостенной бесшовной трубы.

На сегодняшний день самыми распространенными гидроцилиндрами являются поршневые гидроцилиндры двустороннего действия.

Чтобы вам легче было подобрать гидроцилиндр, нужно знать ряд его параметров. Сначала нужно определить диаметр гильзы (наружный и внутренний в мм). Затем — диаметр штока гидроцилиндра. Нужно определить диаметр проушин или вилок для поршневого гидроцилиндра, диаметр шаров, цапф и бугелей для телескопического гидроцилиндра.

Определить расстояние по центрам проушин (осям) гидроцилиндра в сложенном состоянии в мм, расстояние по центрам проушин (осям) гидроцилиндра в разложенном состоянии (выдвинутом штоке или штоках в мм). По разности двух длин можно определить ход штока гидроцилиндра.

Знание этих параметров существенно облегчит вам задачу по поиску необходимого гидроцилиндра. Если нет стандартного гидроцилиндра с требуемыми параметрами, необходимо заказать изготовление цилиндра по вашим требованиям.

Наши инженеры проконсультируют вас по всем вопросам выбора, изготовления, установки и ремонта гидроцилиндров для вашего оборудования.

Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия – Токарь Мастер

Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия

Гидроцилиндр представляет собой разновидность гидродвигателя, основная задача которого – создание высокого давления рабочей жидкости и преобразование полученной энергии в поступательное движение поршня. Принцип действия устройств похож с таковым у пневматических цилиндров с одной лишь разницей. В гидравлических цилиндрах в качестве рабочей среды используется жидкости, а в пневматических – газ.

Существует 4 основных вида гидроцилиндров: одностороннего и двустороннего действия, телескопические и дифференциальные. Рассмотрим их.

Односторонние

Выдвижение поршня в односторонних гидроцилиндрах происходит за счёт создания давления в рабочей камере, а его возврат в камеру при помощи пружины, которая и играет роль возвратного механизма. Иногда вместо пружины используется энергия поднятого тела либо энергия, полученная от другого гидроцилиндра.

Двусторонние

Прямой и обратный ход поршня в гидроцилиндрах двустороннего типа производится только лишь за счёт создания давления жидкости. Поршневая камера таких устройств имеет 2 рабочих отверстия, через которые нагнетается и выкачивается жидкость, – поршень перемещается между ними.

Недостаток данных гидроцилиндров заключается в разной скорости движения поршня – при рабочем ходе она несколько больше, нежели при обратном. Это происходит из-за разницы площадей поперечного сечения в штоковой и поршневой сторонах рабочей камеры.

Телескопические

Получили своё название благодаря тому, что такие гидроцилиндры конструктивно напоминают телескопичку (рыболовную удочку) или выдвижную подзорную трубу. Их в основном применяют там, где требуется большой ход штока, но сам размер цилиндра (в исходном, не выдвинутом состоянии) должен иметь малые размеры – например, в качестве подъёмных механизмов кузовов самосвалов.

В таких гидроцилиндрах каждый предыдущий корпус одного цилиндра является одновременно штоком для последующего. Данные устройства имеют и одностороннее, и двустороннее исполнение.

Дифференциальные

Схема работы дифференциальных цилиндров схожа с двусторонними аналогами. Но благодаря некоторым изменениям в конструкции устройства удалось устранить разницу в скорости движения поршня при прямом и обратном ходе.

Схема подключения рабочих органов цилиндра получила название «дифференциальная» или «кольцевая» из-за принципа работы.

В таких гидроцилиндрах при рабочем движении поршня жидкость из штоковой стороны камеры не сливается в накопительную ёмкость (как у аналогов двустороннего типа), а переливается в поршневую область.

А при обратном движении жидкость из поршневой области переливается в бак, откуда она вновь попадает в штоковую сторону камеры (при рабочем движении). Т.е. в дифференциальных гидроцилиндрах жидкость двигается по круговой схеме (начиная с рабочего хода штока): поршневая область, бак, штоковая область и далее.

Источник:

Гидроцилиндры – виды и особенности. Статьи компании «ООО Гидро-Максимум»

Гидроцилиндрами называют объемные гидродвигатели с возвратно-поступательным движением выходного звена. Их самым широким образом используют в виде исполнительных механизмов в различных машинах.

10 янв. 2018

Гидроцилиндрами называют объемные гидродвигатели с возвратно-поступательным движением выходного звена. Их самым широким образом используют в виде исполнительных механизмов в различных машинах.

Первый телескопический гидроцилиндр изобрел и запатентовал еще в 19 веке Джозеф Брама, а в настоящее время работающие на этом принципе автомобильные домкраты знает практически каждый водитель.

В зависимости от направления действия рабочей жидкости все гидроцилиндры можно разделить на две большие группы: цилиндры одностороннего действия и цилиндры двухстороннего действия.

Разновидности гидроцилиндров

Рис. 1 – поршневой гидроцилиндр одностороннего действия:Рис. 2 – поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия:

Рассмотрим гидроцилиндр одностороннего действия. В данном случае давление жидкости действует лишь с одной стороны цилиндра (см. рис.

1,4), а ход поршня вправо производится за счет давления жидкости, которая подводится в левую полость гидравлического цилиндра.

Обратный ход в цилиндрах с односторонним действием выполняется обычно либо за счет сжатой пружины (см. рис. 1) либо давления груза.

Рис. 3 – поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штокомРис. 4 – плунжерный гидроцилиндр

В отличие от одностороннего в двухстороннем гидроцилиндре ход поршня в обоих направлениях обеспечивается за счет рабочей жидкости. При подаче жидкости в левую полость поршень движется вправо, и наоборот (рис. 2,3).

Также гидроцилиндры различают в зависимости от конструкции исполнительного органа. Самое широкое распространение получили цилиндры с исполнительным механизмом в виде поршня или плунжера. При этом поршневые гидроцилиндры могут быть выполнены с односторонним (см. рис 1 и 2) или двухсторонним штоком (3). Плунжерные гидроцилиндры (см рис.

4) могут быть только одностороннего действия и с односторонним штоком. По характеру хода выходного звена выделяют гидроцилиндры на одноступенчатые и телескопические (многоступенчатые). Одноступенчатые гидроцилиндры рассмотрены ранее (см. рис. 1,2,3,4).

В отличие от вышеуказанных телескопические гидроцилиндры представляют собой несколько вставленных друг в друга поршней.

Рис. 5 – телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия

В качестве примера на рис. 5 приведена схема двухступенчатого телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия. В таком гидроцилиндре поршни выдвигаются последовательно друг за другом.

Телескопические гидроцилиндры применяются там, где при минимальных размерах требуется получить максимальное перемещение.

Особенностью телескопических гидроцилиндров является то, что скорость перемещения и усилия, развиваемого штоком, изменяются в процессе выдвижения штока в зависимости от линейного положения каждого поршня. 

Помимо телескопических, выделяют поршневые и плунжерные гидравлические цилиндры.

Так, поршневой гидроцилиндр является по сути линейным гидродвигателем с возвратно-поступательным движением выходного звена и характеризуется скоростью поступательного движения штока и преодолеваемой силой внешнего сопротивления, то есть нагрузкой на штоке. Соответственно, полезная мощность такого гидроцилиндра определяется как произведение скорости хода штока и силы сопротивления нагрузки.

Гидроцилиндры могут выполнять как функции гидродвигателя, так и функции гидронасоса. Если в первом случае гидроцилиндр преобразовывает энергию потока жидкости в механическую работу, то во втором – осуществляет преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию рабочей жидкости.

Учитывая тот факт, что в настоящее время предъявляются все более жесткие качественные требования к различному гидравлическому оборудованию, стоит отметить те особенности, которые присущи качественным гидроцилиндрам.

В первую очередь, это высокая герметичность деталей и КПД, стремящийся к 100%. Важным качеством считается плавность хода штока гидроцилиндра, а также невысокий уровень шума. И конечно, действительно качественный гидроцилиндр имеет продолжительный срок эксплуатации и характеризуется высокой эксплуатационной надежностью.

Источник:

Все что необходимо знать о гидроцилиндре (гидравлическом цилиндре) | Завод “ОГМ”

» Информация » Гидроцилиндр (гидравлический цилиндр)

[2013-01-03]

Гидроцилиндр (гидравлический цилиндр) — объёмный гидродвигатель возвратно-поступательного движения. Принцип действия гидроцилиндров во многом схож с принципом действия пневмоцилиндров.

Область применения

Гидроцилиндры широко применяют во всех отраслях техники, где используют объёмный гидропривод. Например, в строительно-дорожных, землеройных, подъёмно-транспортных машинах, в авиации и космонавтике, а также в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах.

Управление движением поршня и штока гидроцилиндра осуществляется с помощью гидрораспределителя, либо с помощью средств регулирования гидропривода.

Смотреть остальные статьи…

Источник:

Устройство гидросистемы тракторов – гидронасосы, распределители, гидроцилиндры, насосы нш

Раздельноагрегатная гидросистема (устройство, описание и принцип работы)

Гидросистема служит для трансформации и передачи энергии тракторного двигателя к различным исполнительным звеньям с целью:

  • управления навесной машиной
  • управление прицепной машиной через установленные на ней гидроцилиндры
  • привода в движение рабочих органов навесных или прицепных машин через гидравлическую систему отбора мощности трактора
  • выполнения автосцепки с навесными и прицепными машинами
  • изменения и автоматической поддержки выбранной глубины почвообработки
  • корректировки вертикальной реакции почвы на движитель тракторавыполнения вспомогательных операций по обслуживанию трактора (изменение базы, изменение колеи, подъем остова и т.п.)

В настоящее время широко применяется гидросистема раздельногоагрегатного типа.

Унифицированная раздельноагрегатная гидравлическая навесная система тракторов (рис. 10.3) включает:

  • насос с приводом и механизмом включения
  • масляный бак 
  • фильтр
  • стальные трубопроводы 
  • распределитель золотникового типа с механизмом управления
  • эластичные рукава
  • запорные и быстросоединительные муфты
  • основной гидроцилиндр
  • а так же – проходные штуцера, замедлительный клапан и уплотнительные устройства 

Гидравлический цилиндр – устройство, принцип работы, расчет усилия

Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия

Работоспособность многих видов силового оборудования как промышленного, так и бытового назначения обеспечивает такое устройство, как гидравлический цилиндр.

Выступая в роли приводного двигателя возвратно-поступательного действия, такой механизм при минимальных затратах энергии обеспечивает полный цикл работы силового оборудования, используемого в строительстве, в различных отраслях промышленности, на предприятиях сельскохозяйственной отрасли и в быту.

Наибольшее распространение гидравлические цилиндры получили в качестве основного элемента оснащения прессового оборудования, активно используемого для решения различных задач.

Гидроцилиндр представляет собой объемный гидродвигатель, преобразующий энергию потока жидкости в механическую энергию

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция любого гидравлического цилиндра включает в себя следующие элементы:

  • корпус-гильзу;
  • поршень;
  • шток поршня.

Несколько отличаются по конструкции плунжерные гидроцилиндры, в которых плунжер одновременно выполняет функции поршня и штока.

Схема гидравлического цилиндра

Принцип работы гидроцилиндра любого типа основан на оказании давления рабочей жидкости на поршень. В результате воздействия на поршень гидроцилиндра шток начинает совершать циклическую работу, передавая усилие на рабочий узел обслуживаемого устройством оборудования.

Таким рабочим узлом, функционирование которого обеспечивает цилиндр гидравлический, в зависимости от типа и назначения оборудования может быть уплотняющая платформа, гибочный или прессующий механизм, а также устройство любого другого типа, обеспечивающее передачу усилия гидроцилиндра конечному получателю силовой энергии.

Устройство раздвижного гидравлического цилиндра

Поскольку усилие, создаваемое гидравлическим цилиндром, как уже говорилось выше, формируется за счет давления, оказываемого рабочей жидкостью на поршень, свойства данной жидкости оказывают значительное влияние на эффективность использования, технические и эксплуатационные характеристики самого цилиндра. В качестве рабочей жидкости для гидравлических цилиндров поршневого или плунжерного типа, как правило, используется специальное масло, которое должно отвечать определенным требованиям по целому ряду параметров:

  • химическому составу и плотности;
  • значениям температур, при которых рабочая жидкость сохраняет свои изначальные характеристики;
  • склонности рабочей жидкости к развитию окислительных процессов.

Для приведения в действие гидравлических цилиндров различных типов и моделей рабочую жидкость в их внутреннюю камеру нагнетают при помощи ручного или электрического насоса.

Основные разновидности

Различные типы гидравлических цилиндров выделяют по целому ряду параметров. Так, в зависимости от числа положений, которые может занимать шток устройства, оно может быть:

  • двухпозиционным;
  • многопозиционным.

В зависимости от характера хода поршня и штока различают следующие виды гидроцилиндров:

  • одноступенчатые устройства;
  • гидроцилиндры телескопического типа.

Принцип действия гидроцилиндров различного типа

Телескопическое устройство одностороннего типа или телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия применяют в тех случаях, когда необходимо, чтобы величина вылета штока превышала длину корпуса гидравлического цилиндра. Гидроцилиндр телескопического типа состоит из нескольких цилиндров, которые вложены один в другой, при этом корпус каждого последующего из таких цилиндров является штоком предыдущего.

В зависимости от того, в скольких направлениях действует рабочая жидкость гидравлического цилиндра, это может быть:

  • гидроцилиндр одностороннего действия;
  • устройство с двухсторонним штоком.

Гидроцилиндры с двухсторонним штоком ЦГ1 и ЦГ2, предназначенные для монтажных работ и проведения спасательных операций

Рабочая жидкость в гидравлических цилиндрах одностороннего действия действует на поршень только в одном направлении.

Для выполнения обратного действия с односторонним штоком, то есть осуществления его движения в обратном направлении, используются пружинные элементы.

Применение возвратной пружины в конструкции гидравлических цилиндров одностороннего действия приводит к тому, что они создают меньшие усилия, чем двусторонние гидроцилиндры, поршням которых не приходится преодолевать силу упругости пружинного элемента.

Конструктивная схема гидравлических цилиндров двухстороннего действия разработана таким образом, что рабочая жидкость оказывает воздействие сразу на две противоположно расположенные плоскости.

Одной из модификаций гидроцилиндра двухстороннего действия является устройство, оснащенное сразу двумя штоками, располагаемыми с противоположных сторон поршня.

Схема подключения гидравлического цилиндра двухстороннего действия предусматривает, что одна часть его внутренней камеры соединяется с напорной магистралью гидравлической системы, а вторая – со сливной.

Схема гидроцилиндра двухстороннего действия

При использовании двухстороннего гидравлического цилиндра, оснащенного одним штоком, следует учитывать тот факт, что такое устройство при движении поршня в прямом направлении создает большее усилие, чем при обратном движении.

Объясняется это тем, что площади рабочих плоскостей поршня со стороны расположения штока и с его обратной стороны различаются, соответственно, при воздействии рабочей жидкости на эти плоскости создается давление различной величины.

Устройство гидроцилиндра может предусматривать наличие специального механизма, отвечающего за торможение штока. В зависимости от наличия или отсутствия такого механизма в конструкции среди гидравлических цилиндров выделяют устройства с торможением и без него.

Традиционная конструкция гидроцилиндра с торможением в конце хода

Разделение гидравлических цилиндров на разные виды осуществляется и в зависимости от типа основного рабочего элемента, который использован в их конструкции. Так, выделяют:

  • плунжерный гидроцилиндр;
  • устройство, которое работает за счет установленной в нем мембраны;
  • гидроцилиндр сильфонного типа;
  • гидроцилиндр поршневого типа, который, как уже говорилось выше, может быть оснащен одним или двумя рабочими штоками.

Конструктивное исполнение оказывает непосредственное влияние на характеристики гидравлических цилиндров. Это следует учитывать при подборе таких устройств для оснащения оборудования определенного назначения.

Цилиндр вытяжной гидравлический JTC, развивающий усилие в 10 тонн

Основные характеристики

Осуществляя подбор гидроцилиндра, следует ориентироваться на его параметры, которые можно разделить на две основные группы:

  • характеризующие силовой потенциал гидравлического цилиндра;
  • относящиеся к конструктивным особенностям устройства.

С точки зрения силового потенциала важнейшим параметром гидравлического цилиндра является создаваемое им усилие. Различные модели гидравлических цилиндров, предлагаемых на современном рынке, способны создавать давление, значение которого варьируется в диапазоне от 2 до 50 тонн, при этом минимальные усилия (до 10 тонн) создают односторонние гидроцилиндры, а максимальные – двухсторонние.

Гидроцилиндры выпускаются с гравитационным, гидравлическим или с пружинным возвратом штока, а также с фиксирующей гайкой

Наиболее важными параметрами, которыми определяются конструктивные особенности гидравлических цилиндров, являются:

  • диаметр рабочей поверхности поршня;
  • объем рабочей камеры гидравлического насоса;
  • диаметр штока насоса и величина его рабочего хода.

Зная размеры гидроцилиндров, а также давление, которое оказывает рабочая жидкость на их поршень, можно выполнить расчет усилия, создаваемого на штоке.

Для того чтобы выполнить расчет гидроцилиндра с целью определения усилия, создаваемого штоком, достаточно перемножить значения давления рабочей жидкости и площади поршня, на которую она воздействует.

При выполнении таких расчетов важно учесть потери на трение, для чего используется специальный коэффициент, который подставляется в используемую формулу.

Расчет основных параметров гидроцилиндра

Чтобы определить геометрические параметры выбираемого устройства, не обязательно изучать чертежи гидроцилиндра, для этого достаточно разобраться в его маркировке. Так, маркировка гидроцилиндров, требования к которой оговариваются положениями соответствующего ГОСТа, содержит информацию о следующих геометрических параметрах:

  • диаметре рабочей поверхности поршня;
  • диаметре и ходе штока насоса.

Кроме того, маркировка гидроцилиндров содержит сведения о:

  • конструктивном исполнении насоса;
  • типе устройства (одно- или двухстороннего действия).

Ориентируясь на обозначения гидроцилиндров, можно также определить, для каких климатических условий предназначена та или иная модель.

Маркировка поршневых гидроцилиндров по ОСТ 22-1417-79

Эффективность работы гидравлического цилиндра обеспечивается не только его конструктивным исполнением и техническими параметрами, но и характеристиками элементов гидравлической системы, работающей в связке с таким устройством.

Гидроцилиндр, состоящий из рабочей камеры, поршня и штока, нуждается в подаче рабочей жидкости в требуемом объеме и под определенным давлением, степень чистоты и другие характеристики которой должны соответствовать определенным требованиям.

Соблюдение таких требований обеспечивают элементы гидравлических систем, выбору и техническому обслуживанию которых, как и выбору самого гидравлического цилиндра, следует уделять особое внимание.

Гидроцилиндр: что это такое, как работает, где используется и ГОСТ

Принцип работы гидравлического цилиндра двухстороннего действия

Гидравлический цилиндр – это механизм гидравлической системы, являющийся неотъемлемым рабочим элементом техники разного назначения, главным принципом действия которого является трансформация гидравлической силы в механическую – выходного звена. Процесс превращения силы осуществляется с помощью возвратно-поступательных либо поворотно-прямолинейных движений.

Как выглядит гидроцилиндр

Гидроцилиндр используется при изготовлении строительной, дорожной и сельскохозяйственной техники, располагающей приводами подъёма и опускания конструкций навесного типа – кранов-манипуляторов, ковшей, лопат, сеялок, гидромолотов, плугов, ковшей и т.п. Также часто используются гидроцилиндры для дровокола.

Как устроен гидроцилиндр

Конструктивно механизм гидравлического цилиндра выглядит как гильза – прямая труба с идеально гладкой и чистой внутренней поверхностью изделия. Она наполнена жидкостью, вокруг которой вращается подвижной цилиндрический стержень для её нагнетания или выкачивания. Чтобы исключить протекание имеющейся жидкости, в нём предусмотрены манжеты, изготовленные из пластичной, но прочной резины.

Устройство гидроцилиндра в разрезе

Работа поршня активизируется при поступлении в цилиндр жидкости под достаточно высоким давлением.

По бокам гильзы вкручены защитные пробки, предотвращающие вытекание и располагающие специальными отверстиями для транспортировки жидкости в гильзе.

Усилие от цилиндрического стержня передаётся предустановленным штоком, характеризующимся полированной, а значит максимально гладкой, поверхностью. В нужном направлении определяет его грундбукс.

Основные узлы, которыми комплектуется механизм в зависимости от области применения техники:

  • сама гильза;
  • поршень;
  • манжеты резиновые;
  • грязесъёмник;
  • шток и его направляющий грундбукс;
  • стопорное кольцо;
  • проушина.

На резьбовой стороне штока фиксируется приспособленная для этой функции деталь или проушина, которая соединяет его с подвижным механизмом.

Принцип действия гидроцилиндра

Объёмным гидродвигателем управляют элементы регулировки гидропривода или непосредственно сам гидрораспределитель. Так как гидравлические цилиндры работают на условиях повышенного давления (до 32 Мпа), к функционирующей системе предъявляются повышенные требования. Должна быть максимальная прочность и высокая работоспособность системы, тогда гарантируется надёжная работа гидроцилиндра.

Типы гидроцилиндров

Варианты изделий предполагают разную комплектацию и варианты применяемости. И для удобства их принято подразделять на конкретные типы.

По типу направления действия жидкости:

  • количество положений штока: две позиции и много позиций;
  • по типу хода: телескопические или одноступенчатые;
  • по направлению давления жидкости: одно- или двустороннего действия;
  • по наличию торможения: с торможением или без него.

Классификация гидроцилиндров в зависимости от применяемого рабочего звена:

  • поршневые с одно- или двусторонним стержнем;
  • сильфонные – с рабочим звеном в виде сильфона;
  • плунжерные – в которых в качестве поршня используется плунжер;
  • мембранные – располагают звеном в виде мембраны.

По типу фиксации в системе агрегаты делятся на варианты с креплениями на шарнирах или более жёстких крепежах.

Одностороннего действия

Такие гидродвигатели характеризуются определённым направлением перемещения штока в нём при повышении давления жидкости. В обычное положение его возвращает пружина, создающая для этого определённые усилия.

Чертеж гидроцилиндра одностороннего действия

В нём осуществляется сопротивление стандартной силе упругости пружины при ровном движении цилиндрического стержня. Функции механизма возвратного типа в таком механизме выполняет пружина.

Немного другой способ функционирования наблюдается в домкратах, не располагающие пружиной возвратного типа.

При приведении механизма в действие выполняется возврат стержня за счёт привлечения функций другого гидродвигателя или силы тяжести поднимаемого или опускаемого груза.

Двустороннего действия

При обычном движении поршня усилие на штоке достигается путём обеспечения повышенного давления имеющейся жидкости в полостях цилиндра стержневого и поршневого типов.

Чертеж гидроцилиндра двустороннего действия

Прямой ход по сравнению с обратным, характеризуется повышенным усилением на стержне и низкой скоростью движения. Это обусловлено разницей в площадях, к которым применяется сила давления имеющейся жидкости. Этот тип гидродвигателей привлекается для выполнения работ по подъёму и опусканию отвалов во многих марках бульдозеров.

Телескопические

Названы так ввиду особенностей строения конструкции, визуально напоминающей небольшой телескоп и благодаря характерному принципу работы.

Чертеж телескопического гидроцилиндра

Конструктивно механизм выглядит как несколько цилиндров разных диаметров вставленных один в другой. Актуально применять подобные механизмы в ситуациях, в которых необходим большой ход цилиндрического стержня, но размер самого изделия должен быть небольшим. Этот тип механизмов может встречаться в виде одно- и двустороннего действия. Активно эксплуатируется в самосвалах.

Дифференциальные

Этот вид механизмов характеризуется непростой конструкцией, где на поршень, толкающий жидкость, давление оказывается сразу с двух сторон. Площади давления на цилиндрический стержень с разных сторон разные.

Скорость движения в соотношении к усилиям в ходах разной направленности является соразмерной соотношению площадей поршня.

Соответственно между усилием и скоростью наблюдается взаимосвязь: чем выше скорость, тем ниже усилие и чем ниже скорость, тем выше усилие.

Чертеж дифференциального гидроцилиндра

При эксплуатации гидродвигателя, размеры поршней, которые имеют соотношение 2 к 1 (дифференциальные), обеспечивают идентичную скорость и варианты хода стержня в двух направлениях. Подобные функции для гидроцилиндров с поршнем одностороннего типа без вспомогательных элементов или специальной регулировки не встречаются.

Технические характеристики гидроцилиндров

От характеристик и параметров агрегата зависит сфера применения механизма, а также срок его беспроблемной эксплуатации. Важно знать, из чего он состоит, чтобы при необходимости можно было с лёгкостью приобрести замену неисправной детали.

Главные рабочие параметры:

  • Диаметр штока – достаточно важный параметр, который определяет сферу эксплуатации изделия. При выборе важно ориентироваться на тип техники, в которой он будет функционировать. При проектировании гидросистемы конкретной техники обязательно следует учитывать динамику нагрузки на механизм, а также его грузоподъёмность. Это позволяет исключать изгибы стержня при эксплуатации гидроцилиндра.
  • Диаметр цилиндрического стержня, главной функцией которого является определение значения тянущего и толкающего усилия;
  • характеристики хода цилиндрически стержня – параметра, определяющего движение поршня и размеры механизма в рабочем состоянии.
  • конструктивные особенности, которые позволяют определить способы крепления гидроцилиндра.
  • тянущее усилие (кг).
  • расстояние в нерабочем состоянии по центрам, которые обеспечивают эффективную оценку присоединительных размеров агрегата.
  • номинальное давление, исчисляемое в Мпа.
  • усилие толкающее (кг).
  • масса самого изделия.
Допустимые значения гидроцилиндров

НаименованиеЗначение
Ход штокане более 10000 (мм)
Диаметр штокане более 500 (мм)
Рабочая нормане более 70 (Мпа)
Усилие на шток (толкающее/тянущее)не более 70 (Н)
Температура окружающей средыот -40° до +40°
Рабочая средавода, водно-масленная имульсия, минеральные масла.

Назначение гидроцилиндров

Использование агрегатов такого вида актуально в дорожной, очистительной, строительной и ремонтной технике, в землеройных, разгружающих, подъёмных и транспортирующих грузы машинах. Также выполняется оснащение гидродвигателями станков, режущих металл, выполняющих кузнечные работы и работающих в качестве пресса.

В этих системах гидроцилиндры являются одними из самых важных агрегатов, обеспечивающих повышение функциональности гидросистемы, а также эксплуатацию в условиях повышенной нагрузки.

ГОСТ

ГОСТ 6540-68 определяет параметры и технические характеристики гидравлических пневматических цилиндров. Приложение ГОСТа знакомит с соотношениями значений цилиндров штокового и поршневого типа. Стандарт охватывает поршневые и плунжерные гидро- и пневмоцилиндры.

Стандартное давление гидроцилиндра имеет постоянную величину, которая определяет возможности эксплуатации данного агрегата.

Характерные обозначения гидроцилиндров зависят от особенностей конструктивного исполнения. Но следует отметить, что у разных производителей они могут быть разные.

Покупка устройства для конкретной техники должна определяться конкретными критериями, которые следует соблюдать, чтобы оно исправно и продолжительно работало без перебоев.

Среди основных:

  • параметры гильзы;
  • размер окружности и ход цапф, штока, шаров;
  • длина по осям в рабочем и нерабочем состоянии;
  • состав материала, из которого изготовлены элементы изделия;
  • диаметр вилок.

Важно учитывать вес гидроцилиндра и марку стали, из которой он изготовлен. Все эти параметры помогут с лёгкостью подобрать замену неисправному агрегату и без сложностей заменить его на исправный.

Сталь для гидроцилиндра используется высоких марок: 20, 35, 45, 30ХГСА, 40Х.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.